肖海华课题组在可降解假性共轭聚合物的生物医用方面取得新进展

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半导体聚合物（Semiconducting Polymer, SP）已被广泛应用于催化、传感器、能源和生物医学等研究领域。因在光照射下可产生活性氧或热效应，SP可用于光动力治疗（PDT）和光热治疗（PTT）。但目前用于PDT/PTT的SP面临难降解、生物相容性较差，以及对肿瘤细胞的杀伤力有限等挑战。发展新型可生物降解的SP，并联合其它药物或方法来治疗肿瘤，具有重要的科学意义和应用价值。

图1  新型可降解假性共轭聚合物用于肿瘤的光动力免疫、化疗联合治疗

       在国家自然科学基金委、科技部等项目的支持下，化学所高分子物理与化学实验室肖海华课题组围绕生物医用材料和生物安全材料的研究主题，开展了可降解SP的生物医学探索研究。在前期的研究工作中，他们设计了“假性共轭聚合物”（Pseudo Conjugate Polymer, PSP）体系，即在传统的聚合物链中引入一定量的柔性非共轭单体，通过控制引入的柔性非共轭单体的添加量，使聚合物的PDT/PTT效应不降低，同时给聚合物带来了可降解性。通过这种方法，课题组报道了具有光热效应的抗肿瘤红外二区假性共轭聚合物（Adv. Mater. 2022, 34, 2105976）、可杀灭耐药菌的光热红外二区假性共轭聚合物（Adv. Sci. 2022, 9, 2200732）。
        最近，该课题组与合作者通过设计合成还原敏感性的假性共轭聚合物PSP，与含有DOX前药的高分子PEDOX共混，形成了纳米药物（NP@PEDOX/PSP）。NP@PEDOX/PSP在808 nm光照射下可产生大量ROS，实现了PDT和肿瘤免疫治疗。随后，生成的ROS可打破高分子中的硫缩酮键，释放出DOX，实现光激活的化疗。此外，NP@PEDOX/PSP能在光照下发出较强的NIR-II荧光，用于生物成像。更为重要的是，PEDOX和PSP都可被细胞内谷胱甘肽降解。总之，NP@PEDOX/PSP能在光照下有效抑制癌细胞增殖，在体内具有较优的NIR-II荧光成像能力，有效抑制了肿瘤生长，同时具备较好的生物安全性。相关研究成果近期发表在Adv.Mater. (2022, DOI: 10.1002/adma.202203820)上，课题组研究生唐东升为本论文第一作者，肖海华研究员和北京化工大学柳朝永副教授为共同通讯作者。
         
        文章来源：化学所
       肖海华，博士，高分子物理与化学实验室研究员，中华预防医学会生物资源管理与利用分会青年委员会副主任委员，中国生物医学工程协会纳米医学与工程协会青年委员，中国医药生物技术协会造影技术分会青年委员。2012年于中国科学院长春应用化学研究所博士毕业后先后到美国圣母大学（2012-2014）、麻省理工学院（2014-2017）从事博士后研究。近年来，聚焦生物医用高分子的合成及其应用进行了一系列研究，工作主要围绕药物传输、基因治疗和基因编辑、免疫治疗和精准治疗、生物安全材料等展开，迄今为止，已在Prog. Polym.Sci.、Nat. Commun.、ACS Nano、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater. 、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Mater. Today、 Coordin. Chem. Rev.、Biotechnol. Adv.、Biomaterials等期刊上发表80余篇高水平论文，其中影响因子>10的20余篇，第一及通讯作者论文>30篇。申请中国专利8项，获授权中国专利4项，美国专利2项；已荣获湖北省科技进步一等奖（2019年，排名：3/14）、吉林省自然科学二等奖（2015年，排名：3/5）、中美纳米医学与纳米生物技术学会未来科学家奖（2017年），Journal of Materials Chemistry B 杂志 “Emerging Young Investigator” （2019）。